|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Изобретение относится к физико-химическим процессам переработки избирательных видов сырья путем рециклинга. Технический результат проявляется в объединении газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки и агрегатного реактора пиролизатора в единый технологический комплекс рециклинга отходов органического и неорганического производств, который включает газогенераторную отопительную резонансно-ускорительную установку 1, футерованный корпус которой с топливной камерой оснащен струйным резонирующим аппаратом 16, жаровой трубой 2 с камерой первоначального дожига, и теплообменный аппарат 5 для отопления потребителя, газодинамически связанный с топливной камерой, при этом между газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установкой 1 и теплообменным аппаратом 5 дополнительно встроен агрегатный реактор пиролизатора 3 для переработки, например, автопокрышек, вход которого газодинамически связан с жаровой трубой 2, а один из выходов агрегатного реактора пиролизатора 3 газодинамически через жаровую трубу 4 с камерой вторичного дожига избытка высокотемпературных газов связан с теплообменным аппаратом 5, а другой выход агрегатного реактора пиролизатора газодинамически через холодильную установку 6, соответственно тремя потоками, через выход A связан с накопителем 7 смеси пиролизных газов, через выход B связан с накопителем 8 горючих углеводородов, через выход C связан с установкой 9 для сжигания вторичных углеводородов, которая газоходом D связана с накопителем 8 горючих углеводородов, при этом один из выходов E установки 9 соответственно связан с камерой 14 кислотного воздействия горячими газами на зольный остаток, а выход F установки 9 связан с паровым теплообменным аппаратом 10 выработки и подачи пара в паровую турбину 11 соединенную с пароэлектрогенератором 12 для подачи электроэнергии через стабилизатор напряжения 13 потребителю. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к физико-химическим процессам переработки избирательных видов сырья путем рециклинга. Технический результат проявляется в объединении газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки и агрегатного реактора пиролизатора в единый технологический комплекс рециклинга отходов органического и неорганического производств, который включает газогенераторную отопительную резонансно-ускорительную установку 1, футерованный корпус которой с топливной камерой оснащен струйным резонирующим аппаратом 16, жаровой трубой 2 с камерой первоначального дожига, и теплообменный аппарат 5 для отопления потребителя, газодинамически связанный с топливной камерой, при этом между газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установкой 1 и теплообменным аппаратом 5 дополнительно встроен агрегатный реактор пиролизатора 3 для переработки, например, автопокрышек, вход которого газодинамически связан с жаровой трубой 2, а один из выходов агрегатного реактора пиролизатора 3 газодинамически через жаровую трубу 4 с камерой вторичного дожига избытка высокотемпературных газов связан с теплообменным аппаратом 5, а другой выход агрегатного реактора пиролизатора газодинамически через холодильную установку 6, соответственно тремя потоками, через выход A связан с накопителем 7 смеси пиролизных газов, через выход B связан с накопителем 8 горючих углеводородов, через выход C связан с установкой 9 для сжигания вторичных углеводородов, которая газоходом D связана с накопителем 8 горючих углеводородов, при этом один из выходов E установки 9 соответственно связан с камерой 14 кислотного воздействия горячими газами на зольный остаток, а выход F установки 9 связан с паровым теплообменным аппаратом 10 выработки и подачи пара в паровую турбину 11 соединенную с пароэлектрогенератором 12 для подачи электроэнергии через стабилизатор напряжения 13 потребителю.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201700477 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.03.29
(22) Дата подачи заявки 2017.09.19
(51) Int. Cl.
F23G 5/027 (2006.01) F23B 10/00 (2011.01)
(54)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС РЕЦИКЛИНГА ОТХОДОВ ОРГАНИЧЕСКОГО И НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВ
(96) (71)
2017/EA/0073 (BY) 2017.09.19
Заявитель:
ВОРОТНИКОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ (BY)
(72)
Изобретатель: Воротников Николай Николаевич (BY), Бурнос Николай Алексеевич (RU), Конюшик Олег Николаевич
(BY)
(57) Изобретение относится к физико-химическим процессам переработки избирательных видов сырья путем рециклинга. Технический результат проявляется в объединении газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки и агрегатного реактора пиролизатора в единый технологический комплекс рециклинга отходов органического и неорганического производств, который включает газогенераторную отопительную резонансно-ускорительную установку 1, футерованный корпус которой с топливной камерой оснащен струйным резонирующим аппаратом 16, жаровой трубой 2 с камерой первоначального дожига, и теп-лообменный аппарат 5 для отопления потребителя, газодинамически связанный с топливной камерой, при этом между газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установкой 1 и теп-лообменным аппаратом 5 дополнительно встроен агрегатный реактор пиролизатора 3 для переработки, например, автопокрышек, вход которого газодинамически связан с жаровой трубой 2, а один из выходов агрегатного реактора пиролизатора 3 газодинамически через жаровую трубу 4 с камерой вторичного дожига избытка высокотемпературных газов связан с теплообменным аппаратом 5, а другой выход агрегатного реактора пиролизатора газодинамически через холодильную установку 6, соответственно тремя потоками, через выход A связан с накопителем 7 смеси пиролизных газов, через выход B связан с накопителем 8 горючих углеводородов, через выход C связан с установкой 9 для сжигания вторичных углеводородов, которая газоходом D связана с накопителем 8 горючих углеводородов, при этом один из выходов E установки 9 соответственно связан с камерой 14 кислотного воздействия горячими газами на зольный остаток, а выход F установки 9 связан с паровым теплооб-менным аппаратом 10 выработки и подачи пара в паровую турбину 11 соединенную с пароэлектро-генератором 12 для подачи электроэнергии через стабилизатор напряжения 13 потребителю.
МПК F23G 5/00, 5/03, СЮ J 3/00, F27B 9/2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС РЕЦИКЛИНГА ОТХОДОВ ОРГАНИЧЕСКОГО И
НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВ
5 ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к физико-химическим процессам переработки избирательных видов сырья путем рециклинга - процесса возвращения отходов, сбросов и выбросов в процессы техногенеза [ГОСТ 30772 2001], преимущественно на основе способов и устройств для рециклинга сжиганием отходов органического и неорганического 10 производств для получения горючих газов и может быть использовано в отопительно-энергетическом оборудовании и получении электроэнергии для промышленных объектов, административных и жилых зданий.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ Рост потребления, особенно в агркомплексах и крупных городах, приводит к 15 увеличению объемов образования в агркомплексах отходов органического происхождения, а в городах отходов неорганического происхождения и твердых бытовых отходов -ТБО, которые негативно воздействуют на окружающую среду, грунтовые и поверхностные воды, атмосферный воздух и почву, создавая угрозу здоровью и жизни населения. [1]
Среди способов и оборудования для термической переработки отходов неорганического 20 происхождения, например автомобильных шин, широко применяется их пиролиз в агрегатных реакторах пиролизатора с последующей газификаций путем высокотемпературной термической модификации - сжигание как рециклинг. [1, с. 18]
Известен устройство и способ рециклинга путем пиролиза изношенных шин, включающий измельчение шин, их подачу шнеком через загрузочный бункер, 25 предварительный нагрев измельченных шин с применением горелочных устройств, их пиролиз в агрегатном реакторе пиролизатора в среде восстановительного газа, разделение продуктов пиролиза на жидкую фракцию конденсацией и твердую фракцию, удаление из твердой фракции неорганических включений, выброс дымовых газов в атмосферу, характеризуемый тем, что перед пиролизом измельченные шины нагревают обработкой 30 пиролизным газом, пиролиз осуществляют в горизонтальном вращающемся агрегатном реакторе пиролизатора с внутренними направляющими ребордами при температуре 380-500°С; дымовые газы перед выбросом в атмосферу очищают от органических соединений дожитом в кислородной среде печи дожига, а от кислот и ангидридов кислот - обработкой водой; углеродную часть твердой фракции отделяют от металла и минеральных включений 35 водной флотацией, устройство содержит, теплообменник, скруббер для удаления из
дымовых газов летучих кислот и ангидридов кислот, сборник воды, средство отвода дымовых газов в атмосферу. Проявляется более эффективное взаимодействие восстановительного пиролизного газа с резиной и эффективность деструкции загруженной массы значительно возрастает. Происходит полная переработка резинового сырья, а также 5 снижение затрат времени и мощности на проведение процесса пиролиза. [2]
Известное техническое решение может использоваться для переработки изношенных шин и других резинотехнических и полимеросодержащих изделий в жидкое топливо и твердый углеродный продукт - пирокарбон.
Пиролиз заключается в необратимом химическом изменении, например, структуры
10 автопокрышек под действием повышенной температуры температуры (650-900°С) без доступа или с ограниченным доступом кислорода с выделением горючего пиролизного газа-пирогаза. Пиролизом можно перерабатывать такие составляющие отходов как автопокрышки, пластмассы, отработанные масла, осадки сточных вод и т.п.
На большей части современных заводов для сжигания твердых бытовых отходов-ТБО
15 используется общеизвестный способ рециклинга путем сжигания отходов неорганического и органического происхождения в слоевых топках газогенераторов на колосниковых решетках в современных модификациях, поскольку он не требует предварительной подготовки отходов и отличается высокой надежностью. В общеизвестной технологии рециклинга при термической переработке происходят такие процессы, как сушка,
20 газификация и сжигание в реакторе мусоросжигательной печи или в газогенераторе.
Термическое обезвреживание отходов на современном уровне развития науки и техники гарантирует практически полное разрушение находящихся в отходах органических вредных веществ. Это достигается с помощью высоких температур более 1000 °С. Это относится также к диоксинам и фуранам, которые разрушаются более чем на 90 %. [3]
25 Недостатками известных устройств и способов рециклинга путем термической
переработки и пиролиза отходов органического и неорганического происхождения являются: большой объем отходящих газов и образование значительных количеств шлаков, около 25% по массе или менее 10% по объему.
Технология прямого сжигания как рециклинга твердых бытовых отходов при
30 температуре 850-1300С на колосниковой решетке не требует дорогостоящей предварительной подготовки отходов, можно подавать на сжигание топливо линейным размером до 1 метра отличается высокой надежностью, обеспечивает выполнение экологических требований как по твердым, так и газообразным продуктам сгорания, и позволяет резко снизить потребность в полигонах для складирования остатков
35 переработанных ТБО.[1, с. 18]
Механический перенос процесса прямого сжигания для широкомасштабной термической переработки ТБО не может быть осуществлен: из-за того, что КПД газогенераторов из-за высокой температуры отводимых газов (1400-1600 С) очень низок; из-за того, что в переработку поступает преимущественно органическое сырье, т.к. ТБО 5 на 70-80% состоят из органических компонентов. При нагревании минеральные вещества переходят в жидкую фазу, а органические в газообразную.[3]
Наиболее близким к заявляемому объекту рециклинга неподготовленных отходов органических и неорганических производств по технической сущности является, выбранная в качестве прототипа, конструкция газогенераторной отопительной резонансно-
10 ускорительной установки, включающей футерованный корпус с топливной камерой, оснащенной зольником; клапаном подачи первичного воздуха; жаровой трубой с клапаном подачи вторичного воздуха; струйный резонирующий аппарат с газоходной камерой; систему для подачи топлива, теплообменник для отопления потребителя, газодинамически связанный жаровой трубой с топливной камерой. Газогенераторная отопительная
15 резонансно-ускорительная установка реализует способ рециклинга отходов органического и неорганического производств, включающий приготовление компонентов топливной смеси и их сжигание в виде жидко-твердого топлива в топливной камере газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки, в которой путем высокотемпературного резонанса осуществляют термическое разложение топлива на смесь
20 высокотемпературных газов (800 - 1500° С) с их последующим дожитом в жаровой трубе, которые подают газодинамически в теплообменник для отопления потребителя. Дымовые газы используют для рекуперации колосниковых решеток через зольниковые камеры. [4]
Основными недостатками известного уровня техники рециклинга путем пиролиза и термической переработки отходов органического и неорганического происхождения
25 являются: повышенные энергозатраты путем применения специальных средств поджига с энергоносителями электрического или газомазутного происхождения для инициирования, например, пиролиза отходов; большой объем отходящих газов (5000-6000 м3 на 1 т отходов) и образование значительных количеств шлаков (около 25% по массе или менее 10% по объему).
30 КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение заключается в создании объекта, характеристики которого удовлетворяют заданным требованиям к технологическому комплексу как способу рециклинга путем использования возобновляемых источников энергии Новая технология является экономичной и может
35 рассматриваться как создающая источник альтернативной энергетики.
Техническая задача реализуется техническим результатом, определяющим новое свойство улучшающее технические характеристики, проявляющиеся при использовании изобретения в виде разработки и создания технологического комплекса рециклинга отходов органического и неорганического производств позволяющего расширить технологические 5 возможности рециклинга для выработки новых источников энергии, что обеспечит энергетическую независимость предприятий от дорогостоящих энергоносителей, а при массовом использовании энергетическую безопасность государства в целом путем материализации технологического комплекса большой агрегатной производительности по перерабатываемым отходам.
10 Сущность изобретения выражается новой совокупностью признаков, необходимых и достаточных для осуществления изобретения с достижением указанного технического результата и реализована тем, что объединяя единой технологией газогенераторные отопительные резонансно-ускорительные установки и агрегатные реакторы пиролизаторов реализует в технологическом комплексе рециклинга отходов органического и
15 неорганического производств, включающем газогенераторную отопительную резонансно-ускорительную установку, футерованный корпус которой с топливной камерой оснащен струйным резонирующим аппаратом с газоходной камерой, жаровой трубой дожига топливных высокотемпературных газов, системами для подачи топлива и воды и теплообменный аппарат для отопления потребителя, газодинамически связанный через
20 жаровую трубу с топливной камерой, согласно изобретению, в технологическом комплексе между газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установкой и теплообменным аппаратом дополнительно встроен агрегатный реактор пиролизатора для переработки отходов неорганического производства, преимущественно, автопокрышек путем их термического бескислородного разложения с получением смеси горючих газов и
25 тяжелых углеводородных соединений, вход которого газодинамически связан с жаровой трубой дожига топливных высокотемпературных газов, один из выходов агрегатного реактора пиролизатора газодинамически через вторичную камеру дожига избытка высокотемпературных газов связан с теплообменным аппаратом для отопления потребителя, а другой выход газодинамически через холодильную установку
30 углеводородных соединений, соответственно, тремя потоками через выход А связан с накопителем смеси газов в том числе кислотных соединений, через выход В с накопителем горючих углеводородов, через выход С связан с установкой для сжигания вторичных углеводородов в качестве печного топлива, падаваемых газоходом D из накопителя горючих углеводородов; один из выходов Е установки для сжигания вторичных
35 углеводородов, соответственно, связан с камерой кислотного воздействия горячими газами
на зольный остаток, а другой выход F установки для сжигания вторичных углеводородов связан с паровым теплообменным аппаратом выработки и подачи пара в паровую турбину соединенную с пароэлектрогенератором для подачи электроэнергии через стабилизатор напряжения потребителю. 5 В технологическом комплексе входной участок жаровой трубы в агрегатный реактор пиролизатора может быть оснащен конфузором в форме четвертьволнового резонатора, инициирующего корреляцию между частотами колебаний поверхности горения пламени в четвертьволновом резонаторе и соответствующими им частотами пульсаций горения пламени в струйном резонирующим аппарате.
10 Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из
известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ПРИМЕРА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
15 Для лучшего понимания изобретение поясняется чертежом, где
фиг.1 представлен общий вид технологического комплекса рециклинга отходов органического и неорганического производств;
фиг 2 представлен фрагмент технологического комплекса рециклинга отходов
органического и неорганического производств, в котором показан конструктив жаровой 20 трубы в виде четвертьволнового резонатора между выходом жаровой трубы из
газогенераторной отопительной резонансно-ускорительная установки и входом в
агрегатный реактор пиролизатора.
Перечень позиций на фигурах 1-2 и общепринятых условных обозначений узлов и
агрегатов лучшего примера технологического комплекса рециклинга отходов 25 органического и неорганического производств
1 .Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка, в дальнейшем
РЕЗУСТ (резонансное ускорение сжигания топлива, свидетельство TZ № 58111-РЕЗУСТ),
можт быть образовна, по меньшей мере парой резонансно-ускорительных установок, 1.а,1.б
например, мощностью 250 кВт; 30 2.Жаровая труба с камерой первоначального дожига топливных высокотемпературных
газов, можт быть образована, по меньшей мере парой жаровых труб, 2а и 26;
3. Агрегатный реактор пиролизатора;
4. Жаровая труба с вторичной камерой дожига вторичного избытка высокотемпературных газов;
35 5.Теплообменный аппарат;
6. Холодильная установка, можно применить систему Пульте;
7. Накопитель смеси газов в т.ч. (кислотные соединения);
8. Накопитель горючих углеводородов;
9. Установка для сжигания вторичных углеводородов - печное топливо;
5 1 (Шаровой теплообменный аппарат;
11 .Паровая турбина;
12. Двигатель (генератор тока), (асинхронный либо последовательный);
13. Стабилизатор напряжения;
И.Выработка тяжелых металлов из золы с применением кислот и газовых составляющих 7.
10 15 .Конфузор- четвертьволновой резонатор 16.Струйный резонирующий аппарат.
Технологический комплекс рециклинга отходов органического и неорганического производств, включает газогенераторную отопительную резонансно-ускорительную установку 1, футерованный корпус которой с топливной камерой оснащен струйным
15 резонирующим аппаратом с газоходной камерой, зольником, клапаном подачи первичного воздуха, условно не показаны, жаровой трубой 2 с камерой первоначального дожига топливных высокотемпературных газов с клапаном подачи вторичного воздуха, системами для подачи топлива и воды, условно не показаны, и теплообменный аппарат 5 для отопления потребителя, газодинамически связанный с топливной камерой,
20 характеризуемый тем, что в технологическом комплексе между газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установкой 1 и теплообменным аппаратом 5 дополнительно встроен агрегатный реактор пиролизатора 3 для переработки отходов неорганического производства, преимущественно, например, автопокрышек путем их термического бескислородного разложения с получением смеси горючих газов и тяжелых
25 углеводородных соединений, вход которого газодинамически связан с жаровой трубой 2 с камерой первоначального дожига топливных высокотемпературных газов, один из выходов агрегатного реактора пиролизатора 3 газодинамически через жаровую трубу 4 с вторичной камерой вторичного дожига избытка высокотемпературных газов связан с теплообменным аппаратом 5 для отопления потребителя, а другой выход агрегатного реактора пиролизатора
30 газодинамически через холодильную установку 6 углеводородных соединений, соответственно тремя потоками, через выход А связан с накопителем 7 смеси газов в т.ч. (кислотные соединения), через выход В связан с накопителем 8 горючих углеводородов, через выход С - с установкой 9 для сжигания вторичных углеводородов в качестве печного или ракетного топлива газоходом D из накопителя 8 горючих углеводородов, один из
35 выходов Е установки 9, соответственно, связан с камерой 14 кислотного воздействия
горячими газами на зольный остаток, а другой выход F установки 9 связан с паровым теплообменным аппаратом 10 выработки и подачи пара в паровую турбину 11 соединенную с пароэлектрогенератором 12 для подачи электроэнергии через стабилизатор напряжения 13 потребителю.
5 Для увеличения производительности и копмактности технологический комплекс
может быть оснащен, по меньшей мере, парой параллельных газогенераторных отопительных резонансно-ускорительных установок 1 - РЕЗУСТОВ.
Краткое описание работы технологического комплекса рециклинга отходов органического и неорганического производств.
10 В связи с тем, что РЕЗУСТЫ 1 производят тепловую энергию на низкокалорийных отходах различных предприятий (аспирационная пыль, лигнин, куриный помет, опилки и т.д.) с влажностью 70%, это позволяет в полной мере обеспечить стабильность производства комплексом дополнительных источников энергии путем утилизации различных типов отходов.
15 Технологический комплекс рециклинга 1 отходов органического и неорганического производств реализует способ рециклинга отходов органического и неорганического производств, включающий приготовление компонентов топливной смеси и ее сжигание в виде жидко-твердого топлива в топливной камере газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки путем высокотемпературного резонанса
20 осуществляют термическое разложение отходов на смесь высокотемпературных газов (800 - 2200°С) с их последующим дожитом в жаровой трубе 2 с камерой первоначального дожига топливных высокотемпературных газов, которые подают газодинамически в теплообменник 5 для отопления потребителя. При этом после дожига в жаровой трубе 2 с камерой первоначального дожига топливных высокотемпературных газов смесь
25 высокотемпературных горючих пламенных газов в качестве топлива подают в агрегатный реактор пиролизатора 3 отходов неорганического производств, например, для переработки автопокрышек с находящимися в ней неорганическими отходами (или медицинскими или бытовыми или сельскохозяйственными или военно-промышленными или пластиками и др), в которой отходы подвергает термическому бескислородному разложению, образуя смесь
30 горючих газов и тяжелых углеводородных соединений, избыток которых в виде высокотемпературных газов направляет через жаровую трубу 4 с камерой вторичного дожига газов в теплообменный аппарат 5, а полученные пиролизом углеводородные соединения в агрегатном реакторе пиролизатора 3 через холодильную установку 6 направляют тремя потоками, соответственно, в накопитель 7 смеси газов в т.ч. кислотные
35 соединения, в накопитель 8 горючих углеводородов, при этом тяжелые углеводородные
соединения направляют в качестве печного топлива в установку 9 для сжигания вторичных углеводородов, горячие газы из которой подают, соответственно, в камеру 14 кислотного воздействия на зольный остаток и в паровой теплообменный аппарат 10, используя для выработки пара в теплообменнике 10, с последующим направлением в паровую турбину 11, 5 запуская пароэлектро генератор 12, вырабатывют электроэнергию через стабилизатор напряжения 13, при этом зольный остаток образованный в топливной камере 1а, 16 РЕЗУСТА 1 и в пиролизной камере агрегатного реактора пиролизатора 3 подвергают кислотному воздействию в камере 14 кислотного воздействия, разлогая его на разные виды металлов.
10 Применяемые отходы. В топливные камеры 1а, 16 РЕЗУСТА 1 могут загружать различные отходы комбикормовых, рапсовых заводов, в том числе отходы зерно приёмных портовых элеваторов. Данные отходы в Резусте 1 за счет высокотемпературного резонанса разлагают на смесь высокотемпературных газов (900 - 2200° С) и дожигают в жаровой трубе 2 с камерой первоначального дожига топливных высокотемпературных газов, образуя
15 значительную суммарную энергию, которая проходя через агрегатный реактор пиролизатора 3 может подвергать термическому разложению и иные отходы в ней находящиеся (медицинские, бытовые, сельскохозяйственные, военно промышленные и др.), в том числе пластик и автопокрышки.
Избыток образованной энергии направляется через жаровую трубу 4 с вторичной
20 камерой вторичного дожига топливных высокотемпературных газов в теплообменный аппарат 5, обеспечивая горячим водоснабжением потребителя.
В агрегатном реакторе пиролизатора 3 за счет термического бескислородного разложения образуется смесь горючих газов и тяжелых углеводородных соединений, которые в дальнейшем служат в качестве печного топлива в установке 9.
25 Вся зола образованная в Резустах 1а, 16 и в агрегатном реакторе пиролизатора 3
подвергается кислотному воздействию в камере 14, разлогая ее на разные виды металлов.
Аэродинамический тракт резонансной системы технологического комплекса рециклинга отходов органического и неорганического производств может работать по следующей схеме. По фиг.2 в технологическом комплексе выходной участок жаровой трубы 2 оснащен
30 конфузором 15 в форме четвертьволнового резонатора, инициирующего корреляцию между частотами колебаний поверхности горения пламени в струйном резонирующим аппарате 16 РЕЗУСТА 1 и соответствующим им пульсациям пламени в конфузоре 15 в форме четвертьволнового резонатора. Горючий газ из топливной камеры РЕЗУСТа 1 через струйный резонирующий аппарат 16 подают в жаровую трубу 2, выход которой оснащен
35 конфузором 15 (по отношению к входу в агрегатный реактор пиролизатора 3),
выполненным в виде четвертьволнового резонатора на входе в термопиролизную камеру агрегатного реактора пиролизатора 3, имеющего сужение по отношению к выходному участку жаровой трубы 2. Продольное сечение топливной камеры РЕЗУСТа 1, струйного резонирующнго аппарата 16, жаровой трубы 2, оснащенной конфузором 15 и входной 5 камерой агрегатного реактора пиролизатора 3 при сопряжении между собой образуют газоход по типу сопла Лаваля. При таком конструктиве, упомянутого газохода, при некоторых условиях горения происходит самовозбуждение колебаний высокотемпературного горючего газа в жаровой трубе 2, оснащенную конфузором 15 по типу сопла Лаваля, с резонансной частотой близкой к наименьшей собственной частоте
10 колебаний высокотемпературного горючего пламенного газа в струйном резонирующем аппарате 16, открытом на концах. Наиболее интенсивные резонансные колебания имеют место, когда горючий пламенный высокотемпературный газ течет в средней части: жаровая труба 2 - конфузор 15 четвертьволнового резонатора. Существенное значение имеет длина жаровой трубы 2. При ее непрерывном изменении, в зависимости от видом топлива
15 интервалы, при которых происходит самовозбуждение колебаний горючего пламенного газа, чередующиеся с интервалами, когда колебания могут отсутствовать. Исследования показали, что явление резонанса зависит также от условий на входе в жаровую трубу 2, когда подачу горючего пламенного газа из топливной камеры РЕЗУСТа 1 через струйный резонирующий аппарат 16 осуществляют в жаровую трубу 2, имеющую большее
20 гидравлическое сопротивление по сравнению с конфузором 15, выполненным в виде четвертьволнового резонатора. Явление резонанса наблюдается в том случае, когда по жаровой трубе 2 подается предварительно подготовленная смесь высокотемпературного горючего пламенного газа с воздухом через соответствующий клапанный смеситель [5]. Высокотемпературная' струя смеси горючего пламенного высокотемпературного газа,
25 разогнанная соплом Лаваля, с резким увеличением давления на выходе из четвертьволнового конфузора 15, врезается в исходные материалы, например автопокрышки, в зоне пиролиизации где в агрегатном реакторе 3 пиролизатора за счет разницы давлений исходный материал вскипает и образует псевдокипящий слой с продуктами переработки. Тепловая энергия переходит в кинетическую, что приводит к
30 разрыву молекул полимера с образованием конденсата и ускорению процесса деполимеризации, происходит "термодинамический" крекинг. Крекинг инициирован не только при наличии высокой температуры, но и кинетической энергии струи потока горючего пламенного высокотемпературного газа, что еще более ускоряет процесс пиролиза. При этом продукты крекинга в виде конденсата направляются на холодильную
установку 6 для разгона тремя потоками по фракциям, а очищенный с помощью фильтра воздух выбрасывается в атмосферу.
В процессе рециклинга между движущимися относительно друг друга слоями высокотемпературного горючего пламенного высокотемпературного газа по закону 5 Бернулли происходит постоянный обмен молекулами, обусловленный их непрерывным хаотическим тепловым движением.
Переход молекул из одного слоя в соседний, движущийся с иной скоростью, приводит к переносу от слоя к слою определенного количества движения. В результате медленные слои ускоряются, а более быстрые замедляются. [6].
10 Применение данного комплекса по настоящему изобретению позволяет за счет
утилизации различных категорий отходов расширить технологические возможности рециклинга для выработки новых источников энергии, что обеспечит энергетическую независимость предприятий от дорогостоящих энергоносителей, а при массовом использовании энергетическую безопасность государства в целом.
15 Горение твёрдого топлива в газогенераторной установке в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива, например, при работе на паровоздушном дутье в газогенератор подаётся 33-35% воздуха от теоретически необходимого. Образующиеся в газогенераторной установке газы содержат продукты полного горения
20 топлива: углекислый газ, воду, продукты их восстановления и продукты неполного горения и продукт пирогенетического разложения топлива - угарный газ, водород, метан, углерод. В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в газогенераторной установке характеризует газификацию топлива.
Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка работает на
25 примере опытно-промышленной установки типа "РЕЗУСТ" свидетельство на товарный знак ВУ58111-РЕЗУСТ. Для нормальной работы газогенераторной отопительной резонансно-ускорительная установки РЕЗУСТ 1 устанавливают требуемое разряжение в топливной камере. Для увеличения теплоты сгорания газа в газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установке система подачи топлива снабжена
30 синхронизированной системой подачи воды на топливную массу в зону загрузки топлива топливной камеры, условно на чертеже по фиг. 1, 2 не показано, над рабочей поверхностью струйного резонирующего аппарата 16.При работе газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки на воздухе с умеренной добавкой к нему водяных паров получается смешанный газ, теплота сгорания которого (в зависимости от исходного
35 топлива) колеблется от 5 до 6,7 Мдж/мЗ (1200-1600 ккал/мЗ). При подаче в раскалённый
слой топлива газогенератора водяного пара получают водяной газ с теплотой сгорания от 10 до 13,4 Мдж/мЗ (2400-3200 ккал/мЗ. Из каждой тонны отходов можно выработать около 300-400 кВт-ч электроэнергии.
Промышленное применение изобретения проявляется в совмещении в единую 5 технологию производственных процессов газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки и агрегатного реактора пиролизатора в технологическом комплексе рециклинга отходов органического и неорганического производств, при этом, получаемый продукт в газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установке является энергетическим инициатором работы агрегатного реактора 10 пиролизатора. Промышленное использование технологического комплекса рециклинга по настоящему изобретению приводит к снижению энергоемкости, себестоимости и универсализации технологии рециклинга переводя ее в класс возобновляемых источников электроэнергии.
Промышленное использование объекта промышленной собственности 15 запланировано на территории Беларуси и стран СНГ. Источники информации. 1. Евростат: Данные о материальном рециклинге ТБО за 15 лет Europian Statistical System [Электронный ресурс] URL: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/tgm/ren-eshTableAction [ с.16,18]
20 2.ПатентРФ2391359-публ.10.05.2010,В21В17/00.
3. Способ использования возобновляемых источников энергии сжигание отходов ш-ecology.info> term/10920/ из Интернета 05092017.
4. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка
заявка№201500009,Бюллетень от 04'2016,: Евразийская патентная организация-ЕАПО
25 eapo.org Официальные публикации, BY№ 10047.
5. Ларионов В.М., Зарипов Р.Г. Автоколебания газа в установках с горением. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2003. 227 с. ISBN 5-7579-0659-6.
6. Никольский Б.П. (ред.) / Справочник химика (в 7 томах) Рубрика: Химия 21 Ноябрь 2012 Резонансное горение Название: Справочник химика (в 7 томах) Автор: Никольский Б.П.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 .Технологический комплексе рециклинга отходов органического и неорганического производств, включающий газогенераторную отопительную резонансно-ускорительную 5 установку, футерованный корпус которой с топливной камерой оснащен струйным резонирующим аппаратом с газоходной камерой, жаровой трубой дожига топливных высокотемпературных газов, системами для подачи топлива и воды и теплообменный аппарат для отопления потребителя, газодинамически связанный через жаровую трубу с топливной камерой, отличающийся тем, что, в технологическом комплексе между
10 газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установкой и теплообменным аппаратом дополнительно встроен агрегатный реактор пиролизатора для переработки отходов неорганического производства, преимущественно, автопокрышек путем их термического бескислородного разложения с получением смеси горючих газов и тяжелых углеводородных соединений, вход которого газодинамически связан с жаровой трубой
15 дожига топливных высокотемпературных газов, один из выходов агрегатного реактора пиролизатора газодинамически через вторичную камеру дожига избытка высокотемпературных газов связан с теплообменным аппаратом для отопления потребителя, а другой выход газодинамически через холодильную установку углеводородных соединений, соответственно, тремя потоками через выход А связан с
20 накопителем смеси газов в том числе кислотных соединений, через выход В с накопителем горючих углеводородов, через выход С связан с установкой для сжигания вторичных углеводородов в качестве печного топлива, падаваемых газоходом D из накопителя горючих углеводородов; один из выходов Е установки для сжигания вторичных углеводородов, соответственно, связан с камерой кислотного воздействия горячими газами
25 на зольный остаток, а другой выход F установки для сжигания вторичных углеводородов связан с паровым теплообменным аппаратом выработки и подачи пара в паровую турбину соединенную с пароэлектрогенератором для подачи электроэнергии через стабилизатор напряжения потребителю.
2.Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что входной участок жаровой
30 трубы в агрегатный реактор пиролизатора может быть оснащен конфузором в форме
четвертьволнового резонатора, инициирующего корреляцию между частотами
колебаний поверхности горения пламени в четвертьволновом резонаторе и
соответствующими им частотами пульсаций горения пламени в струйном резонирующим
аппарате. /~ ,~
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКСРЕЦИКЛИНГА ОТХОДОВ ОРГАНИЧЕСКОГО И НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВ.
Фи г.2
ТЕХНОЛОГИИ!-СКИЙ КОМПЛЕКС РЕЦИКЛИНГА отходов ОРГ АНИЧЕСКОГО И НЕОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВ
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки:
201700477
Дата подачи: 19 сентября 2017 (19.09.2017) |Дата испрашиваемого приоритета:
Название изобретения: Технологический комплекс рециклинга отходов органического и неорганического производств
Заявитель: ВОРОТНИКОВ Николай Николаевич
I I Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) I I Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
F23G 5/027 (2006.01) F23B10/00 (2011.01)
Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) F23G 5/00-7/14, F23B 10/00-99/00, C08J 11/00-11/12, В29В 17/00-17/04
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
А А А
ЕА 201500009 А1 (ВОРОТНИКОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ) 29.04.2016
RU 2353856 CI (КОКАРЕВ ВЛАДИМИР АРХИПОВИЧ) 27.04.2009
RU 153890 U1 (ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "РИСОВЫЕ ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ") 10.08.2015
US 6619214 В2 (KAREN MEYER BERTRAM) 16.09.2003
1-2 1-2 1-2
1-2
последующие документы указаны в продолжении графы В
Особые категории ссылочных документов: "А" документ, определяющий общий уровень техники "Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"X"
"Y"
"L'
данные о патентах-аналогах указаны в приложении
более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету
поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с
другими документами той же категории
документ, являющийся патентом-аналогом
документ, приведенный в ДРУГИХ целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
29 июня 2018(29.06.2018)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
О. В. Кишкович
Телефон № (499) 240-25-91
|
