Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО УТИЛИЗАЦИИ СЫПУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к утилизации органических отходов, а именно к устройствам для их переработки путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использовано для утилизации отходов заводов по производству риса и овса с получением аморфного кремнийсодержащего остатка.

В настоящее время большинство производителей риса или крупы овса утилизируют органические отходы (лузгу) при помощи сжигания или вывозят ее на полигоны. Один из вариантов утилизации рисовой лузги - высокотемпературное разложение (пиролиз), в ходе которого образуется низкокалорийный генераторный газ, перерабатываемый в электроэнергию, и зольный остаток, преимущественно состоящий из аморфного диоксида кремния. Аморфная структура делает кремний из рисовой шелухи ценным продуктом для многих отраслей промышленности: строительная отрасль, резинотехническое производство. В процессе переработки рисового зерна в крупу в качестве отходов получают до 20% веса необрушенного зерна риса.

Из уровня техники известно устройство утилизации сыпучих органических отходов, содержащее последовательно установленные питательный бункер, газогенератор, вихревой уловитель, теплообменники и скрубберы, а также линию выгрузки зольного остатка, отвод которой подключен между газогенератором и вихревым уловителем (см. патент RU 145436, кл. C10B 53/00, опубл. 20.09.2014). Технической проблемой является создание компактного и экономичного устройства утилизации органических отходов, обеспечивающего их максимально полное использование.

В предлагаемом устройстве утилизации сыпучих органических отходов, содержащем последовательно установленные питательный бункер, газогенератор, вихревой уловитель, теплообменники и скрубберы, соединенные между собой теплоизолированными стальными трубами, а также линию выгрузки зольного остатка, отвод которой подключен между газогенератором и вихревым уловителем, газогенератор снабжен блоком контроля подачи воздуха, соединенного с ним гибкими текстильными воздуховодами, а после него установлен блок дожигания зольного остатка. Блок контроля подачи воздуха предпочтительно представляет собой газодувку с воздухораспределителем, датчиками давления и частотным регулированием. Блок дожигания зольного остатка может быть расположен на линии выгрузки зольного остатка или между отводом этой линии и газогенератором.

Совокупность изложенных признаков позволяет решить вышеуказанную техническую проблему и получить технический результат, заключающийся в повышении эффективности утилизации за счет получения высококачественного аморфного кремнийсодержащего остатка.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства с блоком дожигания зольного остатка, расположенным непосредственно после газогенератора;

на фиг. 2 - то же с блоком дожигания зольного остатка, расположенным на линии выгрузки зольного остатка.

Предлагаемое устройство утилизации сыпучих органических отходов представляет собой однолинейную схему и состоит из последовательно установленных питательного бункера 1 для хранения лузги, газогенератора 2, соединенного гибкими текстильными воздуховодами с блоком 3 контроля подачи воздуха, вихревого уловителя 4, двух теплообменников 5 и двух скрубберов 6 с баками 7. Элементы устройства соединены между собой теплоизолированными стальными трубами диаметром 100-200 мм. Устройство подключают к факельной установке 8 закрытого типа для сжигания генераторного газа.

Конструкция газогенератора 2 улучшена за счет изменения конфигурации внутренней поверхности футеровки, что позволило улучшить параметры вихреобразования при сжигании лузги - лузга дольше подвергается тепловому воздействию, а это, в свою очередь, позволяет более качественно дожигать углерод в составе лузги. Блок 3 контроля подачи воздуха представляет собой газодувку с воздухораспределителем, датчиками давления и частотным регулированием, что обеспечивает возможность получения высокочистого генераторного газа путем пиролиза в строго дозируемом потоке воздуха. Благодаря наличию системы 3 в составе комплекса отсутствуют рукавные фильтры и фильтры тонкой очистки. Между газогенератором 2 и вихревым уловителем 4 подключен отвод линии 9 выгрузки зольного остатка. На линии 9 или непосредственно после газогенератора 2 установлен блок 10 дожигания зольного остатка. Процесс дожигания возможен благодаря блоку 3 контроля подачи воздуха.

Все оборудование герметично. Устройство оборудовано системой автоматики, обеспечивающей остановку оборудования в случае перегрева, разгерметизации или сбоя в работе узлов комплекса. Оборудование, связанное с нагревом, поставляется в термоизоляционных кожухах. Вредные выбросы в водные источники отсутствуют, расчет результатов выбросов в атмосферу не превышает нормы, принятые в РФ.

Устройство работает следующим образом.

Органические отходы по наклонным транспортерам поступает со склада в питательный бункер 1, откуда подаются в газогенератор 2, внутри которого происходит высокотемпературное разложение лузги риса или отходов овсяной крупы на генераторный газ и зольный остаток.

Образованный зольный остаток при помощи шнека направляют в блок 10, где его дожигают до образования аморфного диоксида кремния чистотой не менее 90% (рабочие параметры получены на действующей опытной установке в ст. Холмская, Краснодарский край). Генераторный газ с теплотворной способностью около 1000 ккал/м³ из газогенератора 2 направляют в вихревой уловитель 4, в котором выполняется сухая инерционная очистка запыленного газа в спутанных закрученных газовых потоках. Очищенный газ поступает в связанные с градирней (на чертежах не показана) охлаждающие теплообменники 5 для охлаждения с последующим понижением температуры от 850°C до 150°C (жидкая фракция между теплообменниками 5 не образуется), а затем в скрубберы 6 для дальнейшего очищения.

В установке 8 полученный очищенный и охлажденный генераторный газ сжигают, обеспечивая при этом выработку электроэнергии. Полученный генераторный газ также может использоваться в котлах для подготовки горячей воды и производства пара или в горелках зерносушилок.

Совместная работа блока контроля подачи воздуха и блока дожигания зольного остатка значительно улучшает качество (чистоту) получаемого аморфного кремнийсодержащего остатка, что расширяет возможности его последующего применения и тем самым повышает эффективность утилизации сыпучих органических отходов в целом.